JP3826976B2 - 車載用音響再生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用の音響再生装置に係り、特に車室内に設置された複数のスピーカから複数の音源の信号を再生できる車載用音響再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車載用音響再生装置も高度化が進み、いろいろな音源、例えばCD、MD、カセットテープ、ラジオ、テレビからの信号の音声再生が楽しめ、またナビゲーションシステムの案内音声や移動電話の通話音声が音響再生装置のスピーカから再生されるようになったシステムもある。そして、さらに高度なシステムとしては、車室内に設置された複数のスピーカから複数の音源の信号を選択して再生できるシステム、つまり車室内に設置された複数の各スピーカから異なった音声を再生するシステム(以下マルチ再生システムと記す)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなマルチ再生システムでは、各スピーカからの再生信号が混じり合い聞きづらいといった問題がある。特に、ナビゲーション装置の案内音声や電話の通話音声、あるいは交通情報放送、ニュース、天気予報等のアナウンス音を聞く場合においては、音楽の聴取とは異なり、内容を確実に聞き、理解する必要があるため、聞きづらいといったことがより大きな問題となる。
【0004】
本発明は、上記課題を解決するもので、マルチ再生システムにおいて各スピーカから異なった音源の信号が再生されている場合でも、車室内の各座席において良好に音響信号を聴取できる車載用音響再生装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成するため、本発明に係る車載用音響再生装置(1)は、分配手段と、複数の低域減衰手段と、制御手段とを備えた車載用音響再生装置であって、前記分配手段が、前記制御手段の制御に基づいて、複数音源からの入力信号を、低音用スピーカを含む複数のスピーカに分配出力するものであり、前記低域減衰手段が、前記制御手段の制御に基づいて、前記低音用スピーカの再生信号レベルを制御するものであり、前記制御手段が、前記分配手段を制御して、異なる音源からの入力信号を複数のスピーカに分配出力させる場合、前記低域減衰手段の再生信号レベルを減衰させる制御を行うものであることを特徴としている。
【0006】
上記車載用音響再生装置(1)によれば、指向性が広く車室内全体に広がる特性のある低音の再生レベルを低下、あるいはなくすことができるので、各席で異なった音源からの再生音を聴取する場合でも、各席で比較的明瞭に各音源からの再生音を聴取できる。
【0007】
また、本発明に係る車載用音響再生装置(2)は、上記車載用音響再生装置(1)において、前記スピーカが、マルチウェイスピーカであり、前記低音用スピーカが、前記マルチウェイスピーカにおける低音用スピーカユニットであることを特徴としている。
【0008】
上記車載用音響再生装置(2)のように、マルチウェイスピーカの低音用スピーカユニットの再生音を制御することにより、良好な再生が可能となる。
【0011】
また、本発明に係る車載用音響再生装置(3)は、上記車載用音響再生装置(1)において、前記低音用スピーカの一つが、スーパーウーハスピーカであることを特徴としている。
【0012】
上記車載用音響再生装置(3)のように、低音再生専用に設置されたスーパーウーハスピーカの再生音を制御することにより、良好な再生が可能となる。
【0015】
また、本発明に係る車載用音響再生装置(4)は、分配手段と、複数のフィルタ部と、制御手段とを備えた車載用音響再生装置であって、前記分配手段が、前記制御手段の制御に基づいて、複数音源からの入力信号を複数のフィルタ部に分配出力するものであり、前記フィルタ部が、前記制御手段の制御に基づいて、スピーカに出力する信号の低域通過特性を制御するものであり、前記制御手段が、前記分配手段を制御して、異なる音源からの入力信号を複数のフィルタ部に分配出力させる場合、該フィルタ部の低域通過特性を低下させる制御を行うものであることを特徴としている。
【0016】
上記車載用音響再生装置(4)によれば、指向性が広く車室内全体に広がる特性のある低音の再生レベルを低下、あるいはなくすことができるので、各席で異なった音源からの再生音を聴取する場合でも、各席で比較的明瞭に各音源からの再生音を聴取できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車載用音響再生装置の実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形態に係る車載用音響再生装置における各構成部品の車室内における配置を示す配置図であり、図2は音響再生装置の構成を示すブロック構成図である。
【0018】
本実施の態様に係る音響再生装置の場合、スピーカは、車室内の前席付近に配置された前席スピーカFLS,FRS(ステレオ再生の左右信号再生用、中席・後席用も同様)と、車室内の後席付近に配置された後席スピーカRLS,RRSと、車室内の後方トランク内に設置された低音再生用のスーパーウーハSWSから構成されている。そして、CDプレーヤ2、ラジオ3、地図表示や目的地までの経路案内を行うナビゲーションシステム4等の音源、音響信号の音質、音量、左右バランス、フェーダ(前後バランス)を調整する音質調整部、音量調整部、バランス調整部(左右音量調整)、フェーダ調整部等(前後音量調整)からなる音響再生装置のオーディオユニットAS(各部を接続して用いるコンポーネントの場合もある)が、自動車のインストルメンタルパネル等の運転者席や助手席等の座席から操作し易い場所に設置されている。
【0019】
CDプレーヤ2、ラジオ3、ナビゲーションシステム4からの音楽、道路交通情報(ラジオ3)、経路案内(ナビゲーションシステム4)等のアナウンス等の音声信号は、これら信号を各スピーカに分配する分配回路5に出力される。分配回路5は、スイッチングトランジスタ、リレー等により構成されるスイッチ回路により構成され、マイクロコンピュータ(マイコン)1からの制御信号に応じて、各音源からの信号を各スピーカに分配する。分配回路5により分配された出力信号は、スイッチングトランジスタ等で構成され、信号を接断する接断部6に出力される。接断部6は、マイコン1からの制御信号に応じて信号を接断し、特定のスピーカに対して音声信号が到達するように動作する。接断部6からの出力信号は、音声信号の周波数特性を変化させるフィルタ部7に出力される。そして、フィルタ部7は共振回路等で構成され、マイコン1からの制御信号に応じて音声信号の周波数特性を制御し、後段の音量制御回路8に出力する。音量制御回路8は、入力された制御値に応じて抵抗の変化する電子ボリウム等により構成され、マイコン1からの制御信号に応じて音声信号を減衰し、後段の電力増幅回路9に出力する。電力増幅回路9では、音声信号を電力増幅し、各スピーカFRS,FLS,RRS,RLS,SWSから再生音として出力させる。マイコン1は各種制御を行うもので、RAM,ROM等からなるメモリ等を有しており、制御プログラムがメモリに記憶されている。そして、マイコン1には、各種操作スイッチから構成される操作部12が接続され、操作部12の操作状態に応じた制御を行い、また液晶表示器等から構成される表示器11が接続され、この表示器11に装置の動作状態等を表示させる制御を行う。尚、分配回路5、接断部6、フィルタ7、音量制御回路8を、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)により構成し、デジタル信号処理によりこれら構成の機能を実現することも可能である。
【0020】
次にマイコン1の行う処理について説明する。図3はマイコン1の行う処理の概略を示すフローチャートであり、この処理は音響再生装置の動作中は他の処理と同様に繰り返し行われる。
【0021】
ステップS1では、音源の再生状態や操作部12の操作状態等から音響信号の特定再生状態にあるかどうかを判断し、特定再生状態であれば、ステップS2に移り、特定再生状態でなければ処理を終える。ステップS2では、スピーカの指向性制御、低音再生状態制御、音量制御等の特定再生処理を行い処理を終える。
【0022】
次に各種特定再生状態および特定再生処理について説明する。
(1)複数音源同時再生状態
この状態は、複数の音源、例えばCDプレーヤ2からの音楽再生音が前席スピーカFRS,FLSから出力され、ラジオ3からの放送再生音が後席スピーカRRS,RLSから出力されている状態で、この状態は操作部12における操作状態(音源選択状態)から検出される。
【0023】
(2)アナウンス音再生状態(複数音源同時再生状態において)
この状態は、複数の音源、例えばCDプレーヤ2からの音楽再生音が後席スピーカRRS,RLSから出力され、ラジオ3からの交通情報放送再生音(アナウンス音:音声による情報の報知等、内容を把握する必要があるもの)が前席スピーカFRS,FLSから出力されている状態で、この状態は操作部12における操作状態(音源選択状態)と音声出力信号の特徴とから検出される。尚、無線(携帯)電話の場合には、必然的にアナウンス音の再生となるので、電話の通話状態検出により検出できる。
【0024】
次にアナウンス音の検出方法について説明する。図4はアナウンス音の検出回路の一例を示す回路図である。ラジオ2等の音源からの音響信号が分岐され、バンドパスフィルタBPF1および比較器CMP1の反転入力に入力されるようになっている。バンドパスフィルタBPF1は、音声帯域(1kHz周辺)の信号を通過させるフィルタで、音響信号の音声帯域の成分が出力される。そして、このバンドパスフィルタBPF1の出力信号は、オフセット電源Vbと抵抗R10からなるオフセット回路により、オフセット電圧が印加されて、比較器CMP1の非反転入力に入力されるようになっている。比較器CMP1は、音響信号と音響信号の音声帯域の信号とを比較して、その結果を出力する。つまり、比較器CMP1は、音響信号に音声帯域成分が多い程、高レベルの信号を出力する。そして、比較器CMP1の出力信号は、コンデンサC10,抵抗R11,R12により積分処理され、つまり細かい変動成分が除去されて音声信号の検出およびその結果に基づく制御に適した信号として比較器CMP2の非反転入力に入力される。比較器CMP2の反転入力にはアナウンス音の検出に適した値に設定された基準電圧Vrが接続され、比較器CMP2はこの基準電圧Vrと積分処理された信号のレベルとを比較し、その結果をアナウンス音の検出信号として出力する。つまり、アナウンス音であれば、音響信号の音声信号成分が多くなるので、比較器CMP1の出力信号を積分処理した信号は、レベルが高くなり、比較器CMP2からは高レベルの信号が出力されることとなる。
【0025】
尚、本例では音響信号の音声帯域成分の量によりアナウンス音を検出する場合を示したが、その他、音声認識技術を応用する方法、放送種別を示すコードが付与されたラジオ放送等における放送種別コードを用いた方法、ステレオ放送のパイロット信号(ステレオ・モノラルの検出)を用いた方法(モノラル放送時はアナウンスと推定できる)等、様々の方法が採用可能である。
【0026】
次に幾つかの各種特定再生処理について説明する。
(1)指向性可変再生処理
スピーカの指向性を変化させる方法で、前席スピーカFLS,FRSの指向性をより前席側に、後席スピーカRLS,RRSの指向性をより後席よりにする処理であり、前席スピーカFLS,FRSの再生音が後席に達しにくいように、また後席スピーカRLS,RRSの再生音が前席に達しにくいようにする処理である。尚、このスピーカの指向性調整は、マイコン1による処理、あるいは使用者による手動操作により行われる。
【0027】
尚、図13に示すように、中間席が存在し、そして中間席付近に中間席スピーカMLS,MRSが設置されている場合には、中間席スピーカMLS,MRSの指向性を変えるようにすればよく、その場合には中間席スピーカMLS,MRSの再生音が、前席スピーカFLS,FRSからの再生音と等しいか、後席スピーカRLS,RRSの再生音と等しいかを判断し、再生音が等しいスピーカに対応する席方向へ指向性を変化させればよい(中間席スピーカMLS,MRSの再生音は操作部12の操作により設定される)。尚、このスピーカの指向性調整は、マイコン1による処理、あるいは使用者による手動操作により行われる。また、中間席スピーカMLS,MRSのある場合の、音響再生装置の構成は図14に示すような構成であって、図2に示した構成と比べて、中間席スピーカMLS,MRSに対する各回路構成が付加された構成となっている。
【0028】
次にスピーカの指向性を変える手段について説明する。図5はスピーカの前面に設けられ、スピーカからの再生音の指向性を変化させるディフューザの構成を示す平面図である。
【0029】
マイコン1によりその動作が制御されるモータの回転軸(図示せず)には歯車G0が固定されている。歯車G0はスライド板A1の後側に形成されたギヤG5に係合しており、またスライド板A1に設けられた長孔Q0に図示省略したシャーシに固定された固定軸P0が挿入され、モータの回転によりスライド板A1が左右に平行移動するようになっている。また、スライド板A1の前側にもギヤG4が形成されており、このギヤG4に係合した手動回転可能な歯車G6の回転によっても、スライド板A1が左右に平行移動するようになっている。そして、シャーシに設けられた操作孔H1から、歯車G6(歯車G6に固定された摘みでもよい)の一部が突出して操作可能となっており、また歯車G6の周囲に設けられた適切な数の目印M2と操作孔H1の上方周辺部に設けられた目印M1との位置関係により、操作量が分かるようになっている。尚、目印M2をスピーカの指向性が適切な方向となる位置に付けることにより、その位置に操作すれば適切な指向性が得られることになり、操作が非常に容易になる。
【0030】
スライド板A1のギヤG4には、音を反射するフィン(板)F1,F2,F3に固定された歯車G1,G2,G3が係合しており、スライド板A1の移動によりフィンF1,F2,F3が歯車G1,G2,G3の軸P1,P2,P3を中心として角変移するようになっている。また、歯車G1,G2,G3の径はそれぞれ相違し、スライド板A1の移動量に対する角変移量が異なるようになっており、そのフィンF1,F2,F3の初期方向設定、歯車G1,G2,G3の径の設定により、指向性における方向と広がり具合を、調整できるようになっている。このような構成のディフューザにより、マイコン1によるモータの制御(モータに対する制御量を記憶し、再生状態に応じて制御量を選択)あるいは手動操作により、音を反射、誘導するフィンF1,F2,F3の方向を調整でき、スピーカの再生音の指向性(方向、広がり具合)を制御することが可能となる。
【0031】
次にスピーカの指向性を変える他の手段について説明する。図6はスピーカユニットの向きを変えることによりスピーカからの再生音の指向性を可変とするスピーカーの構成を示す平面図である。
【0032】
マイコン1にその動作が制御されるモータの回転軸P12には歯車G12が固定されている。歯車G12はスピーカユニットSP1に固定されたギヤG11に係合しており、ギヤG11は軸P11を中心として回転可能に軸P11に支持されている。従って、マイコン1(モータに対する制御量を記憶し、再生状態に応じて制御量を選択)によるモータの制御により、スピーカユニットSP1の方向を調整でき、スピーカの再生音の指向性(方向)を制御することが可能となる。尚、図5に示した構成と同様の構成により、手動操作によってスピーカの指向性を調整する構成とすることも可能である。
【0033】
(2)音響特性変更処理
スピーカへの出力音声信号の特性を変更する処理で、接断部6、フィルタ部7、音量制御回路8のマイコン1による制御により、スピーカに対する音声遮断制御、音量低減制御、出力周波数特性制御を行う処理である。以下、その処理方法を説明する。
【0034】
尚、図13に示すように、中間席が存在し、そして中間席付近に中間席スピーカMLS,MRSが設置されている場合には、中間席スピーカMLS,MRSの再生音の音響特性を変えるようにすればよく、その場合には中間席スピーカMLS,MRSの再生音が、前席スピーカFLS,FRSからの再生音と等しいか、後席スピーカRLS,RRSの再生音と等しいかを判断し、再生音が等しいスピーカの再生音に対する処理と同様の処理を中間スピーカMLS,MRSの再生音に対して行えばよく、またあるいは複数音源再生の時には常に減衰(遮断)処理を行うようにしてもよい。
【0035】
(2.1)再生レベル低減処理
複数の音源からの音響信号がスピーカから再生されている場合に、音量を低減する処理で、制御対象とするスピーカに対応する音量制御回路8の音量減衰量を増加させる制御を行う。尚、完全に減衰(消音)する方法もあり、その場合には対応する接断部6を切断状態にする。この方法では、スピーカあるいは音源に優先度を付与しておき(操作部12により設定可能とする)、優先度の低い方のスピーカあるいは音源の再生音を制御する方法やアナウンス音を検出した音響信号を再生するスピーカ以外のスピーカの再生音を制御する。
【0036】
(2.2)低域再生レベル低減処理
複数の音源からの音響信号がスピーカから再生されている場合に、図7に示すように低域の音量を低減する処理で、全スピーカに対応するフィルタ部7の低域通過特性を低下させる制御、あるいは低域再生スピーカ(スーパーウーハSWSあるいはマルチウェイスピーカの低音再生スピーカユニット)に対する信号の減衰(遮断)制御を行う。この制御では、常時制御を行う方法、あるいは図9に示すようにアナウンス音を検出した時に行う方法を採用することができる。
【0037】
(2.3)音声帯域再生レベル低減処理
複数の音源からの音響信号がスピーカから再生されている場合に、図8に示すように音声帯域の音量を低減する処理で、アナウンス音を再生するスピーカ以外のスピーカに対応するフィルタ部7の音声帯域通過特性を低下させる制御を行う(低域も低下させてもよい)。この制御では、図9に示すようにアナウンス音を検出した時に行う方法を採用することができる。
【0038】
図10は低域再生レベル低減を行う構成の一例を示すもので、マルチウェイスピーカの構成を示す回路構成図である。マルチウェイスピーカは、高音用スピーカユニットTSP、中音用スピーカユニットMSP、低音用スピーカユニットLSPから構成されており、高音用スピーカユニットTSPにはコンデンサC1からなるハイパスフィルタを介して高音帯域の信号が入力され、中音用スピーカユニットMSPにはコンデンサC2,コイルL1からなるバンドパスフィルタを介して中音帯域の信号が入力され、そして低音用スピーカユニットLSPにはコイルL2からなるローパスフィルタを介して低音帯域の信号が入力されるようになっている。そして、低音用スピーカユニットLSPの入力部はトランジスタTR1からなるスイッチング回路を介して接地されている。つまり、マイコン1からの制御信号により、トランジスタTR1のインピーダンスが変化し、低音用スピーカユニットLSPへの信号が減衰される構成になっている。
【0039】
図11は低域・音声帯域再生レベル低減を行う構成の一例を示す回路図で、(a)は低域再生レベル低減回路、(b)は音声帯域再生レベル低減回路を示す。
【0040】
(a)に示した低域再生レベル低減回路は、信号ラインに沿って設けられた抵抗R3と、抵抗R3前段に一端が接続されたローパスフィルタの働きをするコイルL3と、コイルL3の他端に接続されコイルL3の接地状態を可変とするトランジスタTR3からなる。そして、マイコン1からの制御信号により、トランジスタTR3のインピーダンスが変化して、コイルL3を介して接地方向に流れる音響信号の低域成分が変化し、再生音から適当な量の低域成分が減衰される構成になっている。
【0041】
(b)に示した音声帯域再生レベル低減回路は、信号ラインに沿って設けられた抵抗R3と、抵抗R3前段に一端が接続されたバンドパスフィルタ(音声帯域を通過)の働きをするコンデンサC4とコイルL4の直列回路と、この直列回路の他端に接続されこの直列回路の接地状態を可変とするトランジスタTR4からなる。そして、マイコン1からの制御信号により、トランジスタTR4のインピーダンスが変化して、コンデンサC4,コイルL4を介して接地方向に流れる音響信号の音声帯域成分が変化し、再生音から適当な量の音声帯域成分が減衰される構成になっている。
【0042】
図12は低域・音声帯域再生レベル低減を行う構成の一例を示す回路図で、時定数を持ったレベル低減回路の回路図を示す。
【0043】
時定数を持ったレベル低減回路信号は、ラインに沿って設けられた抵抗R5と、抵抗R5前段に一端が接続されたバンドパスフィルタ(音声帯域を通過)BPF5と、このバンドパスフィルタBPF5の他端に接続されこのバンドパスフィルタBPF5の接地状態を可変とするトランジスタTR5と、抵抗R6,R7,コンデンサ5で構成される充放電回路からなり、マイコン1からの制御信号に時定数を持たせてトランジスタTR5に印加する時定数回路が構成されている。つまり、マイコン1からの制御信号により、トランジスタTR5のインピーダンスが変化して、バンドパスフィルタBPF5を介して接地方向に流れる音響信号の音声帯域成分が変化し、再生音から適当な量の音声帯域成分が減衰される構成になっている。そして、マイコン1からの制御信号が時定数回路により徐々に変化してトランジスタTR5に印加されるので、トランジスタTR5のインピーダンスが徐々に変化し、音響信号の特性変化が徐々に進行することになる。尚、バンドパスフィルタBPF5の特性を低域通過特性にすると、再生音から低域成分が減衰される構成になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 車載用音響再生装置における各構成部品の車室内における配置を示す配置図である。
【図2】 音響再生装置の構成を示すブロック構成図である。
【図3】 マイコンの行う処理の概略を示すフローチャートである。
【図4】 アナウンス音の検出回路の一例を示す回路図である。
【図5】 ディフューザの構成を示す平面図である。
【図6】 スピーカの構成を示す平面図である。
【図7】 低域再生レベル低減処理を示す特性図である。
【図8】 音声帯域再生レベル低減処理を示す特性図である。
【図9】 アナウンス音検出時の処理を示すタイムチャートである。
【図10】 低域再生レベル低減回路を示す回路図である。
【図11】 (a)(b)は音声帯域再生レベル低減回路を示す回路図である。
【図12】 時定数を持ったレベル低減回路を示す回路図である。
【図13】 車載用音響再生装置における各構成部品の車室内における配置を示す配置図である。
【図14】 音響再生装置の構成を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1 マイクロコンピュータ
2 CDプレーヤ
3 ラジオ
4 ナビゲーションシステム
5 分配回路
6 接断回路
7 フィルタ部
8 音量制御回路
Claims (4)
- 分配手段と、複数の低域減衰手段と、制御手段とを備えた車載用音響再生装置であって、
前記分配手段が、前記制御手段の制御に基づいて、複数音源からの入力信号を、低音用スピーカを含む複数のスピーカに分配出力するものであり、
前記低域減衰手段が、前記制御手段の制御に基づいて、前記低音用スピーカの再生信号レベルを制御するものであり、
前記制御手段が、前記分配手段を制御して、異なる音源からの入力信号を複数のスピーカに分配出力させる場合、前記低域減衰手段の再生信号レベルを減衰させる制御を行うものであることを特徴とする車載用音響再生装置。 - 前記スピーカが、マルチウェイスピーカであり、
前記低音用スピーカが、前記マルチウェイスピーカにおける低音用スピーカユニットであることを特徴とする請求項1記載の車載用音響再生装置。 - 前記低音用スピーカの一つが、スーパーウーハスピーカであることを特徴とする請求項1記載の車載用音響再生装置。
- 分配手段と、複数のフィルタ部と、制御手段とを備えた車載用音響再生装置であって、
前記分配手段が、前記制御手段の制御に基づいて、複数音源からの入力信号を複数のフィルタ部に分配出力するものであり、
前記フィルタ部が、前記制御手段の制御に基づいて、スピーカに出力する信号の低域通過特性を制御するものであり、
前記制御手段が、前記分配手段を制御して、異なる音源からの入力信号を複数のフィルタ部に分配出力させる場合、該フィルタ部の低域通過特性を低下させる制御を行うものであることを特徴とする車載用音響再生装置。
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